[发明专利]基于行波全波形的高阻接地故障检测方法

权利要求书

1.一种基于行波全波形的高阻接地故障检测方法，其特征在于，步骤包括：

步骤S1：检测故障行波信号，对三相电压行波信号进行凯伦贝尔相模变换，得到线模电压和零模电压；

步骤S2：对步骤S1得到的线模分量利用连续小波变换，绘制出故障行波的时-频波形，即行波全波形；

步骤S3：计算一个时间窗内的行波全波形能量E₁；当行波全波形能量E₁大于预设的启动阈值ε时，进入步骤S4；

步骤S4：基于行波全波形变化规律构造高阻故障检测判据，判断配电网是否发生高阻接地故障；在所述步骤S4中，高阻接地故障与正常暂态扰动状态在时频域分布上存在较大差异，由于行波全波形具有时-频域的变化特性，根据行波全波形变化规律构造高阻故障检测判据；

计算高阻故障检测装置启动后连续3个时间窗内的行波全波形能量E₂、E₃、E₄，若E₁与后续行波全波形能量E₂、E₃、E₄的比值的最小值小于阀值δ，即：

判定为高阻接地故障；否则判定为正常暂态扰动。

2.根据权利要求1所述的基于行波全波形的高阻接地故障检测方法，其特征在于，在所述步骤S1中，通过相模变换得到相互独立的模分量；当配电线路发生故障时，检测到电压行波信号，记为u_a，u_b，u_c，采用凯伦贝尔公式进行相模变换，得到线模电压和零模电压，公式如下：

式中，u₀表示零模电压行波分量，u_α和u_β表示线模电压行波分量。

3.根据权利要求1所述的基于行波全波形的高阻接地故障检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，行波从故障点沿线路向两侧传播，并在波阻抗不连续处产生折射和反射；从故障初始行波到达检测点的时刻开始，截取一定时间窗T的波形，利用连续小波变换绘制出在时间窗T内，故障行波时-频波形，定义该波形为行波全波形，所述行波全波形中蕴含有故障信息和故障特征。

4.根据权利要求3所述的基于行波全波形的高阻接地故障检测方法，其特征在于，所述故障信息包括时间、频率、幅值和极性中的一项或多项。

5.根据权利要求3所述的基于行波全波形的高阻接地故障检测方法，其特征在于，所述故障特征包括网络拓扑结构、故障点位置、故障初相角、故障过渡电阻、故障类型中的一项或多项。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于行波全波形的高阻接地故障检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过以下公式得到行波全波形能量E₁：

式中，f₁和f_n为行波全波形的起始和结束频段，t₁和t_k为一定时间窗T₁的起始与结束采样点，u(f,t)为频段f、采样点t时的连续小波系数。

7.根据权利要求6所述的基于行波全波形的高阻接地故障检测方法，其特征在于，在所述步骤S3中，当配电网络发生扰动时，行波全波形能量E₁明显发生突变，基于行波全波形能量突变构造高阻接地故障启动判据。

8.根据权利要求7所述的基于行波全波形的高阻接地故障检测方法，其特征在于，在所述步骤S3中，考虑到保留安全性裕度，启动阈值ε取0.1；当E₁0.1时，判断配电网处于正常运行状态，当E₁0.1时，判断配电网有扰动发生，启动高阻接地故障检测装置，构造故障检测判据进一步判断扰动是否为高阻接地故障。

9.根据权利要求1所述的基于行波全波形的高阻接地故障检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述阀值δ取0.55。